晶體場理論 - 中文百科知識

晶體場理論是研究過渡族元素（絡合物）化學鍵的理論。

它在靜電理論的基礎上，結合量子力學和群論（研究物質對稱的理論）的一些觀點，來解釋過渡族元素和鑭系元素的物理 ... 晶體場理論 晶體場理論是研究過渡族元素（絡合物）化學鍵的理論。

它在靜電理論的基礎上，結合量子力學和群論（研究物質對稱的理論）的一些觀點，來解釋過渡族元素和鑭系元素的物理和化學性質，著重研究配位體對中心離子的d軌道和f軌道的影響。

釋義crystalfieldtheory簡稱CFT理論。

化學鍵理論之一。

主要內容：(1)把配位鍵構想為完全帶正電荷的陽離子與配體（視為點電荷或偶極子)之間的靜電引力。

(2)配體產生的靜電場使金屬原來五個簡併的d軌道分裂成兩組或兩組以上能級不同的軌道，有的比晶體場中d軌道的平均能量降低了，有的升高了。

分裂的情況主要決定於中心原子(或離子)和配體的本質以及配體的空間分布。

(3)d電子在分裂的d軌道上重新排布，此時配位化合物體系總能量降低(這個總能量的降低值稱為晶體場穩定化能(CFSE)。

晶體場理論能較好地說明配位化合物中心原子(或離子)上的未成對電子數，並由此進一步說明配位化合物的光譜、磁性、顏色和穩定性等。

一、晶體場理論的幾個要點·過渡金屬的離子處於周圍陰離子或偶極分子的晶體場中，前者稱為中心離子，後者稱為配位體。

中心離子與配位體之間的作用力是單純的靜電引力，把配位質點當作點電荷來處理，不考慮配位體的軌道電子對中心離子的作用。

·晶體場理論只能適用於離子晶體礦物，如矽酸鹽、氧化物等。

·在負電荷的晶體場中，過渡金屬中心陽離子d軌道的能級發生變化。

這種變化取決於晶體場的強度（周圍配位體的類型）和電場的配位性（配位體的對稱性）。

簡而言之，就是：1、中心離子與配體之間看作純粹的靜電作用2、中心離子d軌道在配體（場）作用下，發生能級分裂。

3、d電子在分裂後的d軌道上重排，改變了d電子的能量。

二、d軌道能級分裂1、八面體場中d軌道能級分裂2、四面體（場）中d軌道能級分裂三、分裂能概念分裂後最高能量d軌道的能量與最低能量d軌道能量之差。

叫做d軌道分裂能（∆）影響分裂能大小因素（1）對於同一M離子，∆隨配位體不同而變化，如八面體中，I-光譜化學序列。

按配位原子來說，∆大小為:鹵素（2）相同配體，同一M元素，高價離子比低價∆大。

（3）相同配體，同一族，第三過渡系>第二過渡系>第一過渡系四、晶體場穩定能和八面體擇位能在配體場作用下，d軌道發生分裂，d電子在分裂後d軌道總能量，叫做晶體場穩定能。

過渡族金屬離子在八面體配位中所得到的總穩定能，稱八面體晶體場穩定能。

Cr3+、Ni2+、Co3+等離子將強烈選擇八面體配位位置。

過渡金屬離子在四面體配位中所得到的總穩定能，稱四面體晶體場穩定能。

Ti4+、Sc3+等離子將選擇四面體配位位置。

五、晶體場理論的套用1、配合物的磁性（1）當p>∆，高自鏇，所有F-的配合物p>∆，高自鏇（2）當p